全球每年都有汽车自燃事故发生. 根据公开资料显示, 2016年国内共发生29起约40辆新能源汽车起火事故, 其中, 纯电动汽车是起火事故高发的车辆类型, 占比高达79%;其次是油电混合动力占比10%, 插电式混合动力7%, 最后未披露动力类型的占4%. 那么, 新能源汽车如何做好防火阻燃呢?
新能源汽车区别于燃油车的地方在于以电作为驱动动力来源. 因此用电安全显得尤为重要. 一旦发生电路短路或高压击穿, 就会导致零部件停止工作, 轻则导致汽车抛锚, 整车漏电, 重则可能会引起汽车自燃. 新能源汽车在材料的选择上除了绝缘耐压, 防腐蚀, 还需要考虑阻燃性. 今天, 给大家简单介绍下目前新能源汽车市场上不同部件的大部分主要阻燃材料.
1, 电池模组
目前, 世界各国没有统一的车用电压标准, 各大新能源汽车企业采用的电压各有不同. 类似比亚迪这样的车企采用低, 中, 高多个电压平台的新能源车, 高压电压可达690V, 而瞬间脉冲可达800V以上. 因此, 如果不采用阻燃材料, 一旦电压击穿或遇高温, 可导致整车漏电或自燃等事故. 因此, 阻燃材料成为了电池模组的包壳首选.
电池包壳体一般可以采用: 铸造钢板, 铝合金, SMC复合材料, 碳纤维增强复合材料, 长玻纤阻燃增强聚丙烯材料, PP-LGF35等.
SMC复合材料, 即片状模塑料. 主要由GF(专用纱), UP(不饱和树脂), 低收缩添加剂, MD(填料)及各种助剂组成. 塑料壳体具有较好的成本优势以及综合性能, 是目前发展动力电池壳体的主要发展材料. 在对动力电池提出了明确的阻燃要求后, 越来越多的企业如中航锂电, 博世, 雷天等, 开始采用阻燃塑料做电池壳体.
2, 充电设施
充电设施的标准目前也尚不完全一致. 由于不同电动汽车的电压平台不同, 再加上接口, 通讯协议等技术因素的不同, 这直接导致了桩与桩之间不能互联互通, 而且车桩不匹配的问题非常突出. 充电设施包括充电桩, 高压线, 高压接插件和充电枪等高压部件. 其重要性与车内的动力电池一样, 都需要考虑充电的阻燃性, 安全性等方面. 根据目前国内发布的充电设施的标准和要求, 我们对充电桩和充电枪外壳, 插座插头以及内部的高压线束的阻燃材料进行了整理, 并列举了目前充电设施的产品, 对相应的材料性能特点进行分析.
3, 电器连接件
电器连接件如继电器, 高压接插件等都需要添加阻燃材料, 这是基本要求. 接插件金属端子需要插拔次数多, 还要求寿命要长, 以免老化断裂耐热. 目前常见的材料主要有PBT, PA等材料.
根据这些要求, 盘点了部分常见材料及其对应的一些材料特性如下图所示.
车用阻燃材料未来
我国在高聚物(各种塑料包括工程塑料)的阻燃中,主要是以用量少, 阻燃效率高且适应性广的添加型溴系阻燃剂为主. 溴系中多溴二苯醚(PBD PO)在燃烧时会产生有毒致癌的多溴代苯并烷(PBDD)和多溴代苯并呋喃(PBDF), 而且卤素阻燃剂在燃烧时生成大量的烟和有毒且具腐蚀性的气体,可导致单纯由火所不能引起的电路系统开关和其它金属物件的腐蚀及对人体呼吸道和其它器官造成危害的严重缺点.
目前我国也在针对汽车内饰件制定新的防火标准, 意见稿已经发出来, 在保留GB8410的基础上, 增加了垂直燃烧, 氧指数, 烟密度等几个指标. 增加烟密度指标是一个很大的进步, 火灾发生时, 人多数是被烟气窒息而死. 但是, 国标仍没有考虑烟气毒性.
人们日益重视环保, 安全, 健康问题, 各国也把环保型阻燃材料作为重点开发和研究对象. 国家标准也会愈加完善和严格, 随之而来的是, 车用的阻燃材料往环保与多元化方向发展.